IGBT Verlustleistungsberechnung

Gast #3777106
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Hi Leute,

ich habe leider überhaupt keine Ahnung von Wechselrichtern habe aber 
jedoch die Verlustleistung eines solchen zu berechnen.

Im Anhang ist das Datenblatt, wodurch ich jedoch nicht sonderlich schlau 
werde.
Ich habe mir diverse Ansätze angeguckt jedoch leider dennoch nicht drauf 
gekommen.

Gesteuert werden soll ein Motor:
Spitzenstrom Imax = 105 Arms
Nennstrom 33 Arms
Nennleistung 15200 W

Ich bin mir nicht sicher aber hoffe die Daten reichen soweit aus :(

bitte helft mir
Angehängte Dateien:
Gast #3777133
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Das ist einer der Hürden bei der Berechnung von Wechselrichtern, weil 
der Ausgang AC ist, sich also zeitlich ändert.

Ergo ändert sich auch der Strom zeitlich, so dass eine Mittelwert- sowie 
Effektivwertbildung des Stromes durch einen IGBT einiges an 
Rechenaufwand erfordert. Die Durchlassverluste des IGBTs sind also nicht 
trivial zu berechnen.

Gleiches gilt für die Schaltverluste. Jedes mal, wenn der IGBT ein- oder 
ausschaltet, herrscht ein anderer Strom. Die Schaltspannung kann zwar 
als konstant angenommen werden, jedoch ändert sich der Strom. Darüber 
hinaus benötigst du auch die Schaltenergien. Ob man den Daten aus dem 
Datenblatt blind vertrauen kann... Ich habe da so meine Bedenken.

Kurzum:
Das wird nichts mit mal eben so.
#3777173
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Beim IGBT gibt es drei/vier 'Bereiche', in denen eine Verlustleistung 
anfällt:
1. Im 'ausgeschalteten' Zustand - fast vernachlässigbar, da dort laut DB 
nur max. 1mA fließen werden, was bei max. 1200V nur 1,2W wären, also: 
who cares!
2. Beim Einschalten, d.h. vom gesperrten in den leitenden Zustand.
3. Im 'eingeschalteten' Zustand - hier gibt's insgesamt am meisten zu 
verheizen, denn bei 33A wird sich eine Vce von gut 1V einstellen, was 
also mind. 33W sind. Bei den 105Amax werden sich wohl etwa 1,3V 
einstellen, was für diesen Augenblick dann mal locken etwa 140W sind - 
vorausgesetzt der IGBT bleibt bei Tvj = +25°C. Wird er wärmer, muss man 
die Sache wieder neu betrachten und ggf. eine andere Kurve aus dem 
Diagramm auf Seite 5 des DB auswählen.
4. Beim Ausschalten, d.h. vom leitenden in den gesperrten Zustand.

Punkt 2. und 4. gehen mitunter mit anderen Geschwindigkeiten vor sich, 
was überwiegend von der (An-)Steuerung abhängt. Auch ist hier die, wenn 
auch zeitlich stark begrenzte, max. Verlustleistung im IGBT am größten, 
da er die gesamte Kennlinie durchfährt und auch durch den Pmax-Punkt 
kommt. Wann dies geschieht und welchen Wert er annimmt hängt hier von 
der Last ab.

Weiterhin gilt diese Einzeltransistor-Betrachtung auf das komplette 
IGBT-Modul zu beziehen, d.h. wann ist welcher IGBT in welchem Zustand. 
Wenn man dies dann mit allen sechs IGBTs vorliegen hat, kann man die 
Gesamtverlustleistung zu jedem Zeitpunkt als auch evtl. den Mittelwert 
der Verlustleistung des gesamten Moduls, für bestimmte Lastfälle des 
Wechselrichters berechnen.

Auf jeden Fall, viel Spass dabei.

Etwaige Schaltverluste der sechs Body-Dioden habe ich jetzt mal komplett 
vernachlässigt.

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